Die Studie unter Leitung von ORIGINS-Forschenden des Max-Planck-Instituts für extraterrestrische Physik (MPE) basiert vor allem auf Daten des Röntgenteleskops eROSITA. Das Team untersuchte in dem Himmelsfeld 22.079 Quasare, also aktive Galaxienkerne, in denen Materie auf ein supermassereiches Schwarzes Loch fällt und dabei intensive Strahlung erzeugt.
„Astronomen gingen davon aus, dass zentrale Schwarze Löcher stets eng gekoppelt mit ihren Galaxien wachsen. Unsere Ergebnisse zeigen, dass das nicht immer der Fall ist“, sagt Johannes Buchner vom MPE, der die Studie gemeinsam mit internationalen Partnern leitete.
Die Ergebnisse der Studie auf den Punkt gebracht:
- Schwarze Löcher und Galaxien: Acht untersuchte Schwarze Löcher sind im Vergleich zu ihren Heimatgalaxien extrem massereich und wuchsen unverhältnismäßig zu den Galaxien.
- Ungewöhnliche Masseverhältnisse: Das Verhältnis zwischen Schwarzem Loch und Sternmasse der Galaxien liegt bei mindestens 1 zu 20, was deutlich über dem üblichen Wert von etwa 1 zu 200 liegt.
- Wachstumsphase der Schwarzen Löcher: Die Schwarzen Löcher akkretieren aktuell Materie mit einer Rate, die ihre Masse innerhalb von etwa einer Milliarde Jahren verdoppeln könnte.
- Zukünftige Forschung: Weitere eROSITA-Daten und hochaufgelöste Beobachtungen sollen klären, wie häufig diese Systeme vorkommen und wie sich die Heimatgalaxien entwickeln.
Der Cambridge-Professor Roberto Maiolino, der nicht an der Studie beteiligt war, fasst zusammen: „Die Ergebnisse des Teams von Dr. Buchner sind aufregend und unerwartet. Wir sind wir davon ausgegangen, dass Galaxien und ihre Schwarzen Löcher in ihren Zentren eng verknüpft gemeinsam wachsen. Diese neuen Ergebnisse zeigen hingegen, dass Schwarze Löcher im Vergleich zu ihren Galaxien extrem massereich werden können, offenbar weitgehend entkoppelt von der Sternentstehung in der Galaxie. Dieses Verhalten wird in aktuellen Modellen der Galaxienentwicklung nicht berücksichtigt und zwingt uns, wie schwarzer Löcher über die Geschichte des Universum wachsen, neu zu denken."
Die Ergebnisse legen daher nahe, dass die derzeitigen Modelle das Wachstum Schwarzer Löcher und die Entwicklung ihrer Heimatgalaxien noch nicht vollständig beschreiben. Sie schlagen auch eine Brücke zu Beobachtungen aus dem frühen Universum, wo Systeme mit ähnlichen Masseverhältnissen gefunden wurden, und die Frage aufwerfen, wie schnell Schwarze Löcher tatsächlich wachsen können.
Weitere eROSITA-Daten und spektroskopische Surveys könnten zeigen, wie häufig solche Systeme sind. Hochaufgelöste Beobachtungen sollen klären, ob ihre Heimatgalaxien noch Sterne bilden, wie sie aufgebaut sind und auf welchem Weg Gas über lange Zeit in ihre zentralen Schwarzen Löcher gelangte.
Vollständige Pressemitteilung des MPEs
Originalpublikation: Buchner, J., I. Gauger, Q. Wu et al.: A large population of overmassive black hole quasars at z=0.3-0.8 revealed by eROSITA.
Kontakt:
Dr. Johannes Buchner
Postdoc High-Energy Astrophysics am MPE / Exzellenzcluster ORIGINS
E-Mail: jbuchner(at)mpe.mpg.de
Prof. Dr. Kirpal Nandra
Director of the High-Energy Astrophysics am MPE / Exzellenzcluster ORIGINS
E-Mail: knandra(at)mpe.mpg.de
